人類最初建造的建筑受自然環(huán)境限制,自主性較低,所用材料基本都是能直接在自然界獲得并加以利用的,如木材、石料、磚土,甚至獸骨、海貝。磚可以說(shuō)是這些材料中人為干預(yù)最重的,它的出現(xiàn)既要?dú)w功于土的高度可塑性,同時(shí)也是先民智慧的體現(xiàn)。大規(guī)模使用磚作為建筑材料的文明主要有兩河文明、印度河文明及古埃及文明。其他材料的相對(duì)匱乏、磚土的易得,以及制作、使用磚的便利促使她們選擇了磚。
最早的泥質(zhì)磚
考古發(fā)現(xiàn)最早的磚出土于約旦河谷的耶利哥遺址(Jericho),年代約為公元前8000年(前陶新石器A期)。這個(gè)時(shí)期的磚是將粘土與水以一定比例混合,再通過(guò)人工塑形,干燥或經(jīng)陽(yáng)光暴曬,便得到了原始的泥質(zhì)磚。稍晚的遺存中還發(fā)現(xiàn)了為取粘土而留下的不規(guī)則土坑。這種通過(guò)手工制造的磚往往做工粗糙,形狀也不甚標(biāo)準(zhǔn),呈面包狀,留有手工制作的痕跡(KathleenM.Kenyon,ExcavationsatJericho,SomeObservationsontheBeginningsofSettlementintheNearEast)。相對(duì)于直接用土來(lái)建造建筑,它的優(yōu)勢(shì)主要有三點(diǎn):便于運(yùn)輸、更為牢固、建造過(guò)程中無(wú)需支撐。但它的缺點(diǎn)也十分明顯,因形狀多不規(guī)則,磚之間的拼合度較低,無(wú)法發(fā)展出成熟的砌筑技術(shù),只能在磚之間的縫隙中填充許多泥土來(lái)使其保持穩(wěn)固,其結(jié)構(gòu)也就變得松散、不嚴(yán)密。
相比之下,印度河流域最早的泥質(zhì)磚要更為先進(jìn),且用磚技術(shù)也更加高超。這些磚制建筑遺跡發(fā)現(xiàn)于俾路支高原與印度河平原之間的美赫尕爾遺址(Mehrgarh),并從公元前7000年一直延續(xù)到公元前三千紀(jì)中期。該遺址新石器時(shí)期的房屋,均由單列或雙列的長(zhǎng)條抹角泥磚砌筑而成,磚的形狀被發(fā)掘者形容為“雪茄形”。房屋的整體形狀也大多呈方形。遺留至今的新石器時(shí)期房屋遺跡,內(nèi)部都被泥磚均勻地分隔成多個(gè)方形空間。各墻面均沒(méi)有開口供人通過(guò),顯然不適宜居住,因此現(xiàn)存遺跡被認(rèn)為其實(shí)是房屋的基座,其上部才是真正住人的地方。在房屋外常有迂回的單墻,可能是關(guān)家畜的柵欄。整個(gè)房屋遺跡布局合理,結(jié)構(gòu)完善,應(yīng)為事先設(shè)計(jì)的結(jié)果,表明此時(shí)的建筑已十分成熟。美赫尕爾遺址的磚在新石器時(shí)期一直沒(méi)有太大的變化,就是簡(jiǎn)單的泥質(zhì)長(zhǎng)條形磚,但形制較耶利哥遺址的磚更為規(guī)整。為避免在晾曬中開裂,制磚的泥里通常會(huì)混有稻草等植物,有些磚上還留有指?。ㄐ斐垺睹篮真貭枺∕ehrgarh)—南亞次大陸上最早的新石器時(shí)代遺址》;Jean-FranFran?oisJarrige,TheEarlyArchitecturalTraditionsofGreaterIndusasSeenfromMehrgarh,Baluchistan)。
模具的誕生
模具的出現(xiàn)標(biāo)志著制磚技術(shù)的第一次大進(jìn)步,大量制作規(guī)則且相似的磚因此變得簡(jiǎn)單。兩河流域最早的模制磚出土于梭萬(wàn)遺址(Sawwan),年代大致為公元前5500年(楊建華《兩河流域史前時(shí)代》;最近又有研究者提出,該遺址的年代可能早到公元前七千紀(jì)中期,參見(jiàn)BarbaraHelwing,ReconsideringtheNeolithicgraveyardatTelles-Sawwan,Iraq)。
繪制于約公元前1450年的古埃及底比斯城中萊克米爾(Rekh-mi-Re)墓壁畫為我們展現(xiàn)了古代工匠用模具制磚的全過(guò)程:首先取水、粘土、稻草等原料混合,并壓入放置于地上的木制敞口模具中,用木片刮去頂部多余的粘土后將磚塊取出,最后將制好的磚運(yùn)到陽(yáng)光下晾曬,有了稻草等摻料的加入會(huì)讓粘土在曝曬過(guò)程中不易開裂(N.deG.Davies,TheGraphicWorkoftheExpeditionatThebes)。通過(guò)這樣的方法制磚,速度快且質(zhì)量好,磚與磚之間的拼合度也大大提升。
在高度集權(quán)的文明中,磚的模數(shù)也是需被統(tǒng)一的,如成熟印度河文明中磚的高、寬、長(zhǎng)就基本遵循著1:2:4的比例,最常見(jiàn)的尺寸則是用于房屋的7×15×31厘米和用于城墻、平臺(tái)的10×20×40厘米。這樣標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的磚在鋪設(shè)時(shí)更為實(shí)用,規(guī)律性的砌筑方式得以產(chǎn)生,主要有順磚、丁磚以及二者的多元結(jié)合。順磚指將長(zhǎng)方形的磚塊長(zhǎng)邊平行于墻面,丁磚則指將長(zhǎng)邊垂直于墻面?;趯?duì)墻不同厚度的需要工匠會(huì)選擇適合的砌磚法,這種多種順丁結(jié)合的砌磚法在早期也已經(jīng)出現(xiàn),并一直延續(xù)至后世。
此后泥質(zhì)磚的發(fā)展主要在裝飾及堆砌方法上,以拱券技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展最為典型。最早使用拱券技術(shù)的文明是古埃及,在塞加拉墓地中發(fā)現(xiàn)了一些帶拱券頂?shù)哪故?,他們的年代可追溯至第一王朝(約公元前3000年)。但這種早期的拱其實(shí)并不承重,僅堆疊在沙土之上,可能主要發(fā)揮的是裝飾作用(A.J.Spencer,BrickArchitectureinAncientEgypt)。兩河流域拱券出現(xiàn)得稍晚,但也逐漸發(fā)展出放射狀、斜鋪等多種搭設(shè)拱頂?shù)姆椒?。大量拱券的?shí)例保存至今,并一直發(fā)揮著承重的作用(DavidOates,InnovationsinMud-Brick:DecorativeandStructuralTechniquesinAncientMesopotamia)。此前,磚砌建筑的屋頂仍需其他材料作為支撐,拱的技術(shù)使全磚建筑成為可能。同時(shí),拱頂?shù)某霈F(xiàn)也為建造大型磚砌建筑提供了技術(shù)支持。
火與泥的結(jié)合
燒結(jié)磚的出現(xiàn)標(biāo)志著制磚技術(shù)的又一重大突破。前期的制磚步驟保持不變,不同的是將晾曬的環(huán)節(jié)改為在窯內(nèi)燒制,即能制作出燒結(jié)磚。相對(duì)于泥質(zhì)磚,燒結(jié)磚最大的優(yōu)勢(shì)就是防水,雨水與河流的侵蝕將不再是問(wèn)題。同時(shí),燒結(jié)磚又比泥質(zhì)磚牢固許多,其耐久度大大提高。但燒結(jié)磚的成本卻也遠(yuǎn)高于泥質(zhì)磚,它的制作過(guò)程實(shí)際上并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。難度首先在火候的控制上。燒制磚塊的溫度要控制在950℃—1150℃,若溫度太高,磚塊會(huì)融化成玻璃狀,溫度過(guò)低,磚塊的硬度又會(huì)不足,容易碎裂。與陶器制作相似,因需高溫?zé)?,粘土的選擇也變得十分重要,顆粒大小、礦物質(zhì)含量等各種要素都會(huì)有所影響。因此磚的燒制也就需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人士來(lái)進(jìn)行。將這些要素結(jié)合起來(lái),早期的燒制磚便難以推廣,只會(huì)在建造寺廟、貴族房屋或排水溝等少數(shù)情況下被使用。已發(fā)現(xiàn)最早的燒結(jié)磚位于兩河流域公元前5000—前4500年的馬德胡遺址(Maddhur),被用來(lái)建造水渠。但此后該區(qū)域燒結(jié)磚的使用卻中斷了,直到公元前3100—前2900年的烏魯克時(shí)期才再次出現(xiàn)(詹姆斯?W.P.坎貝爾《磚砌建筑的歷史》)。
印度河流域中最早的燒結(jié)磚發(fā)現(xiàn)于卡里班干(Kalibangan)遺址,年代可追溯至公元前3000年(W.E.Brownell,StructuralClayProducts)。研究人員在印度河文明成熟期(公元前2600—前1900年)的焦利斯坦地區(qū)考古調(diào)查發(fā)現(xiàn)了大量的手工業(yè)作坊遺址,其中包括許多制作燒結(jié)磚的痕跡,說(shuō)明這一時(shí)期建筑業(yè)對(duì)燒結(jié)磚有著極大的需求,此時(shí)印度河流域中絕大多數(shù)建筑都以磚為主要建材,一些重要的部分如衛(wèi)城的表面、重要的防御城墻都使用了燒結(jié)磚。不同等級(jí)的住宅之間也有差異,貴族、有錢人的住宅使用燒結(jié)磚,普通住宅則采用泥質(zhì)磚建造,還有一些住宅則混用了燒結(jié)磚和泥質(zhì)磚,通常是以更為堅(jiān)硬且防水的燒結(jié)磚作為地基,泥質(zhì)磚作為墻面。
印度河文明的排水與蓄水系統(tǒng)中也使用了大量磚。這類建筑的規(guī)模為同時(shí)代文明僅見(jiàn),其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,有著嚴(yán)密的設(shè)計(jì)。通常每座房屋都有自己的排水管道,并最終匯入主街道的主排水通道。小的管道會(huì)使用陶水管,而大的排水通道和蓄水池則都是用燒結(jié)磚建造。除此之外,在城市中還會(huì)有一些磚制的臺(tái)柱和大量的磚砌井(IrfanHabib,TheIndusCivilization)。
制磚技術(shù)此后仍不斷進(jìn)步,針對(duì)不同用途的、強(qiáng)度進(jìn)一步提高的磚不斷出現(xiàn)??偟膩?lái)說(shuō),早期磚的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)用性和可塑性。實(shí)用性指的是磚的制作方法簡(jiǎn)單、成本低、使用也十分便利,用磚建造的建筑也較為牢固,耐久度高;可塑性則指的是人們?cè)谥谱髋c使用磚時(shí)能充分發(fā)揮主觀想象來(lái)塑造其造型,可塑性在某種程度上也增加了磚的實(shí)用性。從新石器時(shí)期的不規(guī)則泥質(zhì)磚到古典文明中成熟的模制燒結(jié)磚,早期文明中磚的演變是一個(gè)逐漸進(jìn)步的過(guò)程。通過(guò)大量建造磚砌建筑的實(shí)踐,每一個(gè)時(shí)期都有新的制磚技術(shù)產(chǎn)生,使用磚的方法也越來(lái)越高明,各個(gè)文明中使用磚的傳統(tǒng)逐漸形成,并持續(xù)影響著后世的建筑實(shí)踐。